SSE5


SSE5 w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Streaming SIMD Extensions 5 (SSE5) – rozszerzenie listy rozkazów SIMD dostępnych w procesorach x86, zdefiniowane przez firmę AMD 30 sierpnia 2007 roku; pierwszym procesorem implementującym SSE5 będzie „Bulldozer” produkowany od 2011 roku[1]. Szczegóły na temat sposobu kodowania instrukcji zostały zrewidowane w maju 2009, ze względu na lepszą kompatybilność z zestawem instrukcji AVX autorstwa Intela.

SSE5 dodaje 82 nowe rozkazy: 30 działających na liczbach zmiennoprzecinkowych oraz 52 na liczbach całkowitych – w sumie SSE5 składa się ze 170 instrukcji, spośród których wiele zostało zaprojektowanych aby zwiększyć wydajność aplikacji jednowątkowych. Prawie wszystkie wykonują działania arytmetyczne i logiczne na wektorach, tj. mnożenie, dodawanie/odejmowanie lub oba naraz, a także przesunięcia lub obroty bitowe. Są również rozkazy pozwalające zaokrąglać liczby, pobierać część ułamkową, porównywać oraz przepisywać wybrane elementy wektorów.

Część instrukcji przyjmuje 3 argumenty wektorowe, z czego jeden jest argumentem docelowym, tj. do niego wpisywany jest wynik działania (rozwiązanie zapożyczone z architektury RISC). Takie rozwiązanie zwiększa średnią ilość instrukcji na cykl dostępną dla kodu x86[2]. Dotychczas praktycznie wszystkie instrukcje[3], nie tylko SSE, były dwuargumentowe, z czego jeden argument był równocześnie docelowy (nadpisywany) i dlatego w wielu przypadkach musiał zostać uprzednio zapamiętany – zaproponowane rozwiązanie eliminuje przynajmniej jedno przypisanie, co upraszcza i skraca kod programu, a także ma pozytywny wpływ na szybkość obliczeń.

Dzięki wprowadzeniu wieloargumentowych instrukcji możliwe stało się wygodne zrealizowanie instrukcji akumulujących wyniki mnożenia (wektorów lub skalarów liczb całkowitych, bądź zmiennoprzecinkowych) – rozkazy FxMADDxx, FxMSUBxx, PMACxxx, PMADxxx działają według schematu w = y ± ( ± x z ) . {\displaystyle w=y\pm (\pm x\cdot z).}

SSE5 definiuje także nowy typ danych: 16-bitową liczbę zmiennoprzecinkową; na mantysę liczby przeznaczono 10 bitów, na wykładnik 5 bitów, a znak – jeden bit.

AMD twierdzi, że ich instrukcje SSE5 będą zapewniały bardzo duży wzrost wydajnościowy, zwłaszcza w systemach HPC (ang. High Performance Computing), przetwarzaniu multimediów oraz komputerowych systemach bezpieczeństwa. W tych ostatnich nastąpi 5-krotny przyrost wydajności przy szyfrowaniu AES (ang. Advanced Encryption Standard) i 30% wzrost przy przetwarzaniu dyskretnej transformaty kosinusowej (DCT) wykorzystywanej w strumieniach video[2].

Spis treści

Nieścisłość nazw | edytuj kod

Nazwa SSE5 (autorstwa AMD) może sugerować, że zestaw ten zawiera w sobie wszystkie instrukcje zestawu SSE4 (autorstwa Intela). W rzeczywistości tak nie jest, SSE5 nie jest wzbogaceniem SSE4 o nowe instrukcje, a jedynie konkurentem tego drugiego. Podobnie rdzenie procesorów Intela, starsze od Nehalema zawierają tylko część instrukcji SSE4, nazwaną SSE4.1. To stanowi dodatkowe komplikacje dla kompilatorów.

Rozkazy działające na liczbach zmiennoprzecinkowych | edytuj kod

Rozkazy działają na wektorach lub skalarach liczb pojedynczej precyzji (zwykle końcówka mnemonika PS dla wektorów, SS dla skalarów), bądź podwójnej precyzji (PD dla wektorów, SD dla skalarów).

Rozkazy działające na liczbach całkowitych | edytuj kod

Rozkazy działają na wektorach liczb całkowitych 8-bitowych (końcówka mnemonika B dla liczb ze znakiem, UB bez znaku), 16-bitowych (W/UW), 32-bitowych (D/UD) i 64-bitowych (Q/UQ).

Zobacz też | edytuj kod

Przypisy | edytuj kod

  1. Joel Hruska: AMD Fusion now pushed back to 2011 (ang.). Ars Technica, 14 listopada 2008.
  2. a b Ashlee Vance: AMD plots single thread boost with x86 extensions (ang.). The Register, 30 sierpnia 2007.
  3. Spośród rozkazów CPU jedynie rozkaz imul posiada wersję trójargumentową, wśród rozkazów SSE zaledwie kilka.

Bibliografia | edytuj kod

  • AMD64 Technology, 128-Bit SSE5 Instruction Set (43479), sierpień 2007
Na podstawie artykułu: "SSE5" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy